贮运包装箱技术成熟度评价

贮运包装箱技术成熟度评价

徐京祥

驻青岛地区第二军事代表室  山东 青岛 266000

摘  要：本文结合武器装备招投标工作中技术成熟度要求，追溯技术成熟度发展历程，介绍了评价方法，依据国家军用标准对工厂研制的贮运包装箱进行了技术成熟度评价，对于提升工厂复合材料包装箱研发水平，提高装备可靠性有着积极意义。

关键词：技术成熟度  国家军用标准   研发

1. 前言

近年来，随着武器装备采购招投标工作不断深入，装备的“六性”、“三化”、“技术成熟度”等已被越来越多的用于招标要求中。2021年XX院的某型贮运包装箱提出了技术成熟度评价定性分析要求；2022XX包装箱要求依据GJB 7688-2012《装备技术成熟度等级划分及定义》进行技术成熟度评价，预计今后的武器装备采购项目将会常态化提出类似要求。因此追溯技术成熟度发展历程，了解评价工作方法，依据国家标准开展包装箱技术成熟度管理工作，对于提升工厂复合材料包装箱研发水平，提高装备可靠性有着积极意义。

2．技术成熟度简介

技术成熟度是指科技成果的技术水平、工艺流程、配套资源、技术生命周期等方面所具有的产业化实用程度，反映了技术对于系统或项目预期目标的满足程度。成熟度评价，是确定装备研制关键技术，并对其成熟程度进行量化评价的一套系统化标准、方法和工具。

技术成熟度评价源于2O世纪7O年代美国国家航空航天局(NASA)，9O年代趋于成熟，目前已在国际标准化组织（ISO），美国国家航空航天局、审计署、国防部、能源部，英国和澳大利亚国防部，欧洲太空局等部门和组织广泛应用。我国于21世纪初开始在航天飞行器、飞机与发动机等领域试行技术成熟度评价。近几年来，国内一些行业也开展了技术成熟度评价方法的研究工作，并在节能减排、信息技术等领域得到了应用。

3.技术成熟度在国外的应用

3.1 应用技术成熟度对重大项目转阶段审查

美国国家航空航天局（NASA）非常重视在重大航天项目中开展TRL评价。在工程的初步设计评审阶段，NASA就开始对关键技术进行TRL评价，并将评价结果与最佳实践的成熟度等级进行对比，从而减少工程的技术风险。2005年，美国国会立法要求NASA进入重大系统开发合同的技术应达到TRL6级。美国国防部强调只有成熟的技术才能应用于正式采办中，目前美军各军兵种已普遍将TRL应用于具体采办工作中。

3.2应用技术成熟度对国防项目进行评价

20世纪九十年代，美国许多武器型号的研制过程出现经费严重超支、研制工期严重延误、甚至中途下马的现象。1999年美国审计署在对大量成功的项目和出现严重问题的项目进行分析后，认为一些重要技术尚未成熟到一定程度就进入工程研制阶段是导致项目出现严重问题的重要原因。统计结果显示，采用欠成熟技术项目的研发成本平均要超支34.9%，而采用成熟技术项目的研发成本平均超支只有4.8%。为此，美国审计署建议国防部对重大国防采办项目，在项目研制的关键节点，要对其关键技术进行技术成熟度评价，避免不够成熟的关键技术转入下一阶段，从而达到控制风险的目的。

美国审计署(GAO)每年向国会报告重大国防项目的进展情况，技术成熟度是评价国防项目的三个准则之一。自2003年开始，GAO将技术成熟度评价作为重要的审计工具。通过技术成熟度的审查，发现那些技术成熟方面存在严重问题的项目，然后采取相应的措施。典型的例子是联合打击战斗机(JSF)项目，该项目于1996年开始启动并进入方案探索与关键技术开发阶段，原计划2001年转入工程研制与制造阶段。GA0在2000年通过TRL分析，提出八大关键技术达不到可以接受的TRL7，建议推迟项目转入工程研制与制造阶段的时间，据此建议调整JSF采办计划。不过，美国防部并没有采纳该建议，导致后来的进展并不顺利。2010年美国审计署通过对包括技术成熟度在内的3个方面的审计，对9个国防重大工程项目建议取消或者改变拨款方式。

3.3应用技术成熟度对企业自身进行评价

美国波音（Boeing）公司将技术成熟度水平作为企业技术发展和应用的重要标准。波音认为只有技术的成熟度达到TRL6及以上才能被应用于产品中。对于公司的飞机产品来说，一项重要的技术从诞生到达到TRL6大约需要1O年的时间，从TRL6到应用该技术的飞机进入市场大约需要3～6年的时间。2003年，波音公司对高超声速技术进行成熟度评价，对其关键技术分解后再次进行技术成熟度评价，对发现的问题提出了改进建议，以此为依据，制定了2004～2009年高超声速技术发展计划，并根据评价结果调整经费预算，制定技术发展路线。

美国雷神（Raytheon）公司2005年开展了“技术与制造成熟度评估”(T8LMRA)计划，很好地支撑了美国军方主导的TRL评估工作，并降低了设计风险。

4.技术成熟度在国内装备制造的应用

GJB 7688-2012《装备技术成熟度等级划分及定义》规定了装备技术成熟度的等级划分及定义。适用于装备技术成熟度评价。该标准适用于应用基础研究项目、应用研究项目、开发研究项目等，但不适用于基础研究项目。因为基础研究属于科学研究范畴，不属于技术研究范畴。此外，按技术的通常分类，该标准适用于生成“产品(含软件产品)”或“系统”的技术，但不适用于生成“工艺”的技术。这里的“工艺”包含了制造工艺、科研和试验方法。对于制造工艺，宜采用制造成熟度等级(MRL)或类似的概念。技术成熟度是技术满足预期的装备应用目标的程度。技术成熟度等级是用于衡量技术成熟程度的尺度。

5.技术成熟度的等级划分

1995年美国国家航空航天局起草并发布《TRL白皮书》，将技术成熟度的等级划分为9级。2002年美国国防部纳入武器采办条例中，2005年正式确定为九个等级。与国外类似，我国在材料领域和武器装备领域同样将技术成熟度等级划分为9级。依据GJB 7688-2012《装备技术成熟度等级划分及定义》，将技术成熟度划分为九个等级:

(1) 提出基本原理并正式报告

(2) 提出概念和应用设想

(3) 完成概念和应用设想的可行性验证

(4) 以原理样品或部件为载体完成实验室环境验证

(5) 以模型样品或部件为载体完成相关环境验证

(6) 以系统或分系统原型为载体完成相关环境验证

(7) 以系统原型为载体完成典型使用环境验证

(8) 以实际系统为载体完成使用环境验证

(9) 实际系统成功完成使用任务

在技术成熟度等级定义的基础上，设置等级条件作为判定等级的依据。GJB 7688-2012附录A给出了等级条件的参考内容。在衡量装备技术的成熟度时，除了了解技术的设计和验证情况，可能还需要了解制造和管理方面的情况。因此，在成熟度等级定义的基础上，从技术、制造和管理三个方面进一步细化了等级的判定依据，每一等级对应了若干项条件。这些条件为准确评判技术的成熟度等级提供了依据。其中：

a．技术类条件主要是指设计和验证方面的内容:

(1) 设计方面主要是指技术研究开发时应完成的研究设计内容，包括应用需求和使用环境的了解，研究假定和原理运用的明确，技术特性的确定，技术资料(含技术报告、图样、标准规范、专利申请)的编制等。

(2)验证方面主要是指对技术研究开发成果进行验证的内容，包括验证对象、验证环境、验证结果以及需强调的验证项目。

b．制造类条件主要是指试制(生产)所涉及的工艺性设计、制造工艺、工艺设备等内容。

c.管理类条件主要是指用户关系管理、风险管理、费用管理等内容。

6.XX工厂贮运包装箱技术成熟度评价

XX工厂贮运包装箱研发工作始于2002年，至今完成BZX系列包装箱17个型号研制生产，经设计鉴定批量生产。依据GJB 7688-2012《装备技术成熟度等级划分及定义》评价如下：

6.1  基本原理清晰

通过对包装箱贮存运输的功能性能指标的分析，提出了“外层承重、内层承压、上、下开盖、可调密封”的全新包装箱结构设计原理，2003年通过深入研究，贮运包装箱工作原理和概念基本成型。

6.2技术概念和应用设想明确

基于上述基本原理，形成初步设计方案，提出了符合任务书要求的基本结构和功能特性，利用三维软件建模，经过理论分析和初步设计计算，验证了“大开盖快速拆卸”等技术概念可以有效缩短装备进出时间，在军事装备领域有着极大的推广应用价值。

6.3技术概念和应用设想通过可性行论证

针对贮运包装箱应用设想，通过详细的分析研究、模拟仿真，验证了“外层承重、内层承压、上、下开盖、可调密封”结构的合理性，提出了铲装、吊装、码垛等几种受力部位需要局部补强，为防止充气过载设置了排气装置，通过台架试验验证了结构可行性。

6.4技术方案和途径通过实验室验证

综合考虑贮运包装箱服役环境要求，完成了技术设计方案，明确了技术实现途径，提出了箱口锁紧装置、排气装置、充气装置、固定装置等功能分系统的部件模块设计接口，进一步验证方案可行性。

6.5部件/功能模块通过典型模拟环境验证

完成了包装箱样箱制作，完成了箱体部件的气密测试，按照GJB150进行了高、低温等多项试验，验证了气密、橡胶件等功能和性能指标。

6.6以演示样机为载体通过典型模拟环境验证

2004年，贮运包装箱样箱完成，与总体所装备一道完成了装载、对接、吊装、不开性装备测试，完成了实验室条件下的典型模拟环境验证。截止到目前，贮运包装箱已经申请箱口锁紧装置、密封橡胶条等5项专利技术。

6.7以工程样机为载体通过典型使用环境验证

2005年贮运包装箱样箱装载XX院总体所装备，共同完成了公路、铁路、航空、海运等环境试验，试验证明，功能和性能指标满足任务书战技指标要求。

6.8以原型机为载体通过使用环境验证和试用

首批次包装箱针在完成设计鉴定后，服役部队实际使用验证，战技指标全部满足实际使用要求，性能稳定、可靠。

6.9以产品为载体通过实际应用

BZX系列包装箱经实际小批量批产验证后，战技指标全部满足要求，通过了生产定型，具备批量稳定生产能力和使用保障能力。

参考文献

卜广志，《武器装备的体系技术成熟度评估方法.系统工程理论与实践》，2011，10（第31卷，第10期）

何丽敏，刘海波，肖冰：《基于技术成熟度的科技成果转化模式策略研究》2021,12（Vol.39,No.12）